JPH02263144A - 曇点および転移点を監視する方法ならびにそれに用いる装置 - Google Patents
曇点および転移点を監視する方法ならびにそれに用いる装置Info
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- JPH02263144A JPH02263144A JP1030921A JP3092189A JPH02263144A JP H02263144 A JPH02263144 A JP H02263144A JP 1030921 A JP1030921 A JP 1030921A JP 3092189 A JP3092189 A JP 3092189A JP H02263144 A JPH02263144 A JP H02263144A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は主として石油の尖点の測定に関する。
本発明は、透明または透光性の液体が、たとえば固体、
不混和性の液体若しくはガス相が液体内に形成されるこ
とにより光を拡散する状態に転移する温度を測定するば
あいにも適用可能である。本発明はさらに固体の融点の
測定にも適用可能である。
不混和性の液体若しくはガス相が液体内に形成されるこ
とにより光を拡散する状態に転移する温度を測定するば
あいにも適用可能である。本発明はさらに固体の融点の
測定にも適用可能である。
［従来の技術および発明が解決しようとする課題］
石油の尖点とは、アメリカ祠料試験協会（ＡＳＴＭ）の
規格方法Ｄ−２５００に規定されているように、所定の
条件下で冷却されるサンプルオイルに最初に曇りが観察
される温度のことである。
規格方法Ｄ−２５００に規定されているように、所定の
条件下で冷却されるサンプルオイルに最初に曇りが観察
される温度のことである。
この方法においては、尖点があられれるまで−続きの恒
温槽内でサンプルを冷却する必要がある。そして、８槽
の温度、およびある槽からその隣りのより低温の槽へサ
ンプルを移動させる温度が詳細に述べられている。
温槽内でサンプルを冷却する必要がある。そして、８槽
の温度、およびある槽からその隣りのより低温の槽へサ
ンプルを移動させる温度が詳細に述べられている。
前述した方法で取り扱われるサンプルオイルの冷却速度
はつぎに述べるように周期的である。
はつぎに述べるように周期的である。
すなわちサンプル移動後は槽とサンプルオイルの温度差
が大きいので冷却速度は最も大きくなる。その後時間の
経過とともに、っぎの槽ヘサンプルオイルを移動させる
まで冷却速度は小さくなる。これらの異なる冷却速度の
ために正確な測定を行なうことができない。尖点は液相
と平衡を保ちつつワックスが形成される状態をシミュレ
ートするものだから、真の尖点はゆるやかな冷却速度の
もとで求められるべきである。
が大きいので冷却速度は最も大きくなる。その後時間の
経過とともに、っぎの槽ヘサンプルオイルを移動させる
まで冷却速度は小さくなる。これらの異なる冷却速度の
ために正確な測定を行なうことができない。尖点は液相
と平衡を保ちつつワックスが形成される状態をシミュレ
ートするものだから、真の尖点はゆるやかな冷却速度の
もとで求められるべきである。
石油に対する好ましい冷却速度は、１℃／分以下である
。この値より大きな冷却速度だと、観察される尖点は冷
却速度が大きくなるにつれて増加する傾向にあり、測定
精度は低下してしまつＯ さらに、現在のＡＳＴ旧こおける尖点測定方法はひとつ
の尖点を決めるのにかなりの時間を必要とする。また、
サンプル中に曇りができ始めたのを決定するのに測定者
の主観的判断が必要である。
。この値より大きな冷却速度だと、観察される尖点は冷
却速度が大きくなるにつれて増加する傾向にあり、測定
精度は低下してしまつＯ さらに、現在のＡＳＴ旧こおける尖点測定方法はひとつ
の尖点を決めるのにかなりの時間を必要とする。また、
サンプル中に曇りができ始めたのを決定するのに測定者
の主観的判断が必要である。
尖点測定方法が制定されて以来、数多くの発明者が測定
の自動化を提案している。これらの提案のほとんどは曇
りの形成の自動検出およびサンプルの自動注入・排出の
改善に向けられていた。提案されたれたシステムは高価
になりがちであり、また種々の欠点を有している。
の自動化を提案している。これらの提案のほとんどは曇
りの形成の自動検出およびサンプルの自動注入・排出の
改善に向けられていた。提案されたれたシステムは高価
になりがちであり、また種々の欠点を有している。
従来のシステムは、多量のサンプル液が必要であるか、
またはかなり大きなチャンバーを冷却する必要があった
ので複雑で高価な冷却システムを必要としていた。多量
のサンプルを用いると温度が不均一になり、測定制度が
低下する可能性もある。このようなシステムは例として
は、１９６３年２月１９０ニカブ７ （Ｋａｐｒｆ）
Ｉ：付与された米国特許第３，０７７．７８４号や、１
９６６年５月３日にコンクリン（Ｃｏｎｋｌ ｉｎ）ら
に付与された米国特許第３，２４８，９２８号や、１９
７０年９月８日にプルポット（Ｐｒｕｖｏｔ）らに付与
された米国特許第３．５２７，０８２号や、１９７１年
５月２５日にシンプソン（Ｓｉｍｐｓｏｎ）に付与され
た米国特許第３，５８０，０４７号や、１９７２年２月
２２日にシンプソン（Ｓｉｍｐｓｏｎ）に付与された米
国特許第３，０４３，４９２号や、１９６９年６月３日
にフレスピン（Ｃｒｅｓｐｉｎ）らに付与された米国特
許第３，４４７，３５８号や、１９７６年６月９日に発
行された英国特許第１，４３８，７５４号がある。
またはかなり大きなチャンバーを冷却する必要があった
ので複雑で高価な冷却システムを必要としていた。多量
のサンプルを用いると温度が不均一になり、測定制度が
低下する可能性もある。このようなシステムは例として
は、１９６３年２月１９０ニカブ７ （Ｋａｐｒｆ）
Ｉ：付与された米国特許第３，０７７．７８４号や、１
９６６年５月３日にコンクリン（Ｃｏｎｋｌ ｉｎ）ら
に付与された米国特許第３，２４８，９２８号や、１９
７０年９月８日にプルポット（Ｐｒｕｖｏｔ）らに付与
された米国特許第３．５２７，０８２号や、１９７１年
５月２５日にシンプソン（Ｓｉｍｐｓｏｎ）に付与され
た米国特許第３，５８０，０４７号や、１９７２年２月
２２日にシンプソン（Ｓｉｍｐｓｏｎ）に付与された米
国特許第３，０４３，４９２号や、１９６９年６月３日
にフレスピン（Ｃｒｅｓｐｉｎ）らに付与された米国特
許第３，４４７，３５８号や、１９７６年６月９日に発
行された英国特許第１，４３８，７５４号がある。
他の従来のシステムは一般的にその内部にサンプル液が
流される閉じられたセルまたはコンテナを有している。
流される閉じられたセルまたはコンテナを有している。
かかるシステムは構造が比較的複雑であるのに加えて、
セルまたはコンテナの洗浄が困難である。これらのシス
テムの具体例トしては、１９６５年６月８日にホルバウ
ルン（Ｈｏｌｂｏｕｒｎｅ）に付与された米国特許第３
．１８７，５５７号や、１９６９年７月２９日にチャッ
サグン（ＣｈａＳＳａｇｎｅ）らに付与された米国特許
第３．４５７，７７２号や、１９６８年２月１３日にチ
ャッサグン（Ｃｈａｓｓａｇｎｅ）らに付与された米国
特許第３．５４５，２５４号や、１９８５年５月２８日
にジョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）らに付与された米国特許第
４，５１９，７１７号がある。
セルまたはコンテナの洗浄が困難である。これらのシス
テムの具体例トしては、１９６５年６月８日にホルバウ
ルン（Ｈｏｌｂｏｕｒｎｅ）に付与された米国特許第３
．１８７，５５７号や、１９６９年７月２９日にチャッ
サグン（ＣｈａＳＳａｇｎｅ）らに付与された米国特許
第３．４５７，７７２号や、１９６８年２月１３日にチ
ャッサグン（Ｃｈａｓｓａｇｎｅ）らに付与された米国
特許第３．５４５，２５４号や、１９８５年５月２８日
にジョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）らに付与された米国特許第
４，５１９，７１７号がある。
１９７４年４月３０日にゴートン（Ｇｏｒｄｏｎ）らに
付与された米国特許第３，８０７，８８５号明細書には
、前もってその一端がシールされたガラス管内に少量の
サンプル液を配置することが開示されており、前記ガラ
ス管はその後サンプルの上方のメニスカスに近い部分で
シールされる。ガラス管は冷却するために流動している
伝熱液中に入れられ、ガラス管の近くの温度計によって
温度が測定される。ガラス管内を光線が軸方向に通過す
るときに拡散する光を監視することによって固体相の存
在が検知される。
付与された米国特許第３，８０７，８８５号明細書には
、前もってその一端がシールされたガラス管内に少量の
サンプル液を配置することが開示されており、前記ガラ
ス管はその後サンプルの上方のメニスカスに近い部分で
シールされる。ガラス管は冷却するために流動している
伝熱液中に入れられ、ガラス管の近くの温度計によって
温度が測定される。ガラス管内を光線が軸方向に通過す
るときに拡散する光を監視することによって固体相の存
在が検知される。
前述した特許中に記載されている提案のほとんどでは、
サンプルオイルの冷却速度は明確に規定されておらない
か、または制御されていなかった。たとえば、米国特許
第３．１８７．５５７号明細書は、ＡＳＴＭの方法に比
べて分析時間が６０分の１に減少されると述べており、
急速な冷却を示唆している。また、米国特許第４，５１
９，７１７号明細書においては、変更可能な冷却速度が
示唆されており、分析時間はＡＳＴＭの方法よりも数倍
短縮されている。かかる大きな冷却速度では測定が不正
確になることがわかっている。
サンプルオイルの冷却速度は明確に規定されておらない
か、または制御されていなかった。たとえば、米国特許
第３．１８７．５５７号明細書は、ＡＳＴＭの方法に比
べて分析時間が６０分の１に減少されると述べており、
急速な冷却を示唆している。また、米国特許第４，５１
９，７１７号明細書においては、変更可能な冷却速度が
示唆されており、分析時間はＡＳＴＭの方法よりも数倍
短縮されている。かかる大きな冷却速度では測定が不正
確になることがわかっている。
［課題を解決するための手段〕
本発明は主として尖点を測定するための方法および装置
を提供するものであるが、前記方法および装置は透明な
液体が加熱されるかまたは冷却されるときに該液体内に
何らかの光拡散相が形成されるかもしくは消滅する温度
を測定するばあいにも好適に用いられる。この光拡散相
は固体であってもよいし、不混和性の液体やガスであっ
てもよい。すなわち、本発明の方法および装置は、混和
性の液体と不混和性の液体間の転移温度、液体が沸騰す
るときにガス相が形成される温度、および溶融または固
化時における液体と固体間の転移温度を測定するのに用
いることができる。したがって、以下の説明において「
サンプル」とは液体に限らず、固体も含まれるものであ
る。
を提供するものであるが、前記方法および装置は透明な
液体が加熱されるかまたは冷却されるときに該液体内に
何らかの光拡散相が形成されるかもしくは消滅する温度
を測定するばあいにも好適に用いられる。この光拡散相
は固体であってもよいし、不混和性の液体やガスであっ
てもよい。すなわち、本発明の方法および装置は、混和
性の液体と不混和性の液体間の転移温度、液体が沸騰す
るときにガス相が形成される温度、および溶融または固
化時における液体と固体間の転移温度を測定するのに用
いることができる。したがって、以下の説明において「
サンプル」とは液体に限らず、固体も含まれるものであ
る。
本発明の方法は、透明または透光性液相と光拡散相との
あいだで転移が起こる温度を測定する方法であって、 （１）熱伝導性材料で形成され、温度変更手段および温
度測定手段と熱的に接触しており、かつ非光拡散性の上
面を有する底部を含む底の浅い容器内にサンプルを入れ
、 （２）前記光拡散相がないときはサンプルを通過して、
前記上面に大部分が吸収されるかまたは反射光線路に沿
って前記上面で反射されるような入射角で前記上面に向
けて光線を照射し、（３）前記サンプルより拡散された
光線の強さを監視し、 （４）前記光線が前記上面の上に照射され続けており、
かつサンプルより拡散された光線の強さが監視され続け
ているあいだ、前記温度変更手段によって上面を加熱ま
たは冷却し、 （５）拡散光の強さの変化を検出し、この変化が起こっ
たときの前記上面の温度を決定することを特徴としてい
る。
あいだで転移が起こる温度を測定する方法であって、 （１）熱伝導性材料で形成され、温度変更手段および温
度測定手段と熱的に接触しており、かつ非光拡散性の上
面を有する底部を含む底の浅い容器内にサンプルを入れ
、 （２）前記光拡散相がないときはサンプルを通過して、
前記上面に大部分が吸収されるかまたは反射光線路に沿
って前記上面で反射されるような入射角で前記上面に向
けて光線を照射し、（３）前記サンプルより拡散された
光線の強さを監視し、 （４）前記光線が前記上面の上に照射され続けており、
かつサンプルより拡散された光線の強さが監視され続け
ているあいだ、前記温度変更手段によって上面を加熱ま
たは冷却し、 （５）拡散光の強さの変化を検出し、この変化が起こっ
たときの前記上面の温度を決定することを特徴としてい
る。
また、本発明の装置は、透明または透光性液相と光拡散
相とのあいだで転移が起こる温度を測定する装置であっ
て、 （１）内面が光吸収性である略耐光性チャンバと、（２
）前記チャンバ内に配置され、非光拡散性の上面を有し
かつ熱伝導性材料で形成された底部を含む、サンプルを
収容するための容器と、（３）前記容器内にサンプルを
入れるべくチャンバへの接近を可能にし、かつテスト終
了時に容器からサンプルを取り除くことを可能にする手
段と、 （４）前記上面の温度を変化させるために前記底部と熱
的に接触している手段および前記上面と熱的に接触して
おり該上面の温度を決定する手段と、 （５）その大部分が前記上面で反射されるかまたは吸収
されるような入射角で光線が前記上面に向かうように配
置された光線源と、 （６）サンプルより拡散された光および拡散光の強さの
変化を検出し、前記上面の加熱または冷却に伴うサンプ
ルからの拡散光の変化を記録しうる回路手段に接続され
た拡散光検出手段とからなることを特徴としている。
相とのあいだで転移が起こる温度を測定する装置であっ
て、 （１）内面が光吸収性である略耐光性チャンバと、（２
）前記チャンバ内に配置され、非光拡散性の上面を有し
かつ熱伝導性材料で形成された底部を含む、サンプルを
収容するための容器と、（３）前記容器内にサンプルを
入れるべくチャンバへの接近を可能にし、かつテスト終
了時に容器からサンプルを取り除くことを可能にする手
段と、 （４）前記上面の温度を変化させるために前記底部と熱
的に接触している手段および前記上面と熱的に接触して
おり該上面の温度を決定する手段と、 （５）その大部分が前記上面で反射されるかまたは吸収
されるような入射角で光線が前記上面に向かうように配
置された光線源と、 （６）サンプルより拡散された光および拡散光の強さの
変化を検出し、前記上面の加熱または冷却に伴うサンプ
ルからの拡散光の変化を記録しうる回路手段に接続され
た拡散光検出手段とからなることを特徴としている。
本発明においては、サンプルを収容する容器として非常
に小さく、底が浅いもの、すなわち幅または長さよりも
深さが非常に小さいものを用いることができる。このこ
とは、テストに際し非常に少量のサンプル（液体にあっ
ては数滴のサンプル）しか必要とせず、また容器の洗浄
が容易であることを意味している。容器は上部が開口さ
れた（すなわち蓋がない）ものであってもよいし、透明
な蓋もしくはカバーを有するものであってもよい。
に小さく、底が浅いもの、すなわち幅または長さよりも
深さが非常に小さいものを用いることができる。このこ
とは、テストに際し非常に少量のサンプル（液体にあっ
ては数滴のサンプル）しか必要とせず、また容器の洗浄
が容易であることを意味している。容器は上部が開口さ
れた（すなわち蓋がない）ものであってもよいし、透明
な蓋もしくはカバーを有するものであってもよい。
前記上面は、滑らかで水平な鏡面であるのが好ましい。
このばあい、当然のことながら反射光が拡散光の測定の
邪魔をしないように、鏡面からの反射光線から充分に離
れた位置で拡散光の測定が行なわれる。光線と上面との
なす入射角は２０°〜８０°の範囲の鋭角であるのが好
ましく、また拡散光は上面に対して垂直な方向で測定す
るのが好ましい。
邪魔をしないように、鏡面からの反射光線から充分に離
れた位置で拡散光の測定が行なわれる。光線と上面との
なす入射角は２０°〜８０°の範囲の鋭角であるのが好
ましく、また拡散光は上面に対して垂直な方向で測定す
るのが好ましい。
［実施例］
以下、本発明の装置の好ましい実施例を示す添付図面を
参照しつつ本発明の詳細な説明する第１図は電気的要素
が結合された本発明の装置の概略説明図、第２図は装置
の縦断面図、第３図は光検出器の詳細断面図、第４〜１
１図は本発明の方法および装置を利用してえられた、温
度変化に伴う拡散光の強さの変化を示すグラフである。
参照しつつ本発明の詳細な説明する第１図は電気的要素
が結合された本発明の装置の概略説明図、第２図は装置
の縦断面図、第３図は光検出器の詳細断面図、第４〜１
１図は本発明の方法および装置を利用してえられた、温
度変化に伴う拡散光の強さの変化を示すグラフである。
第４図は固体−液体系でのディーゼルオイルの尖点を示
しており、第５図は固体−液体系での蒸留水の凝固点を
示しており、第６図は固体−液体系でのシクロヘキサン
の凝固点を示しており、第７図は固体−液体系でのベン
ゼンの凝固点を示しており、第８図は固体−液体系での
塩化ナトリウム溶液の凝固点を示しており、第９図は固
体−液体系での不凍液と水の混合物（不凍液＝３０重量
％、水＝７０重量％）の凝固点を示しており、第１０図
は３０重量％のトリエチルアミンと７０重量％の水とか
らなる不混和性液体を示しており、第１１図は液体−気
体系でのｎ−ブタンの沸点を示している。
しており、第５図は固体−液体系での蒸留水の凝固点を
示しており、第６図は固体−液体系でのシクロヘキサン
の凝固点を示しており、第７図は固体−液体系でのベン
ゼンの凝固点を示しており、第８図は固体−液体系での
塩化ナトリウム溶液の凝固点を示しており、第９図は固
体−液体系での不凍液と水の混合物（不凍液＝３０重量
％、水＝７０重量％）の凝固点を示しており、第１０図
は３０重量％のトリエチルアミンと７０重量％の水とか
らなる不混和性液体を示しており、第１１図は液体−気
体系でのｎ−ブタンの沸点を示している。
第１図および第２図に示される尖点測定装置は、耐光性
チャンバ（１）、光源（２）、光検出ユニット（３）、
サンプル液用容器の底部を構成する非光拡散性面（光を
拡散しない面のことであり、上面のことである）（４）
、核部（４）と熱的に接触している熱電冷却器（６）な
らびにデータ収集およびコントロールユニット（７）と
から構成されている。
チャンバ（１）、光源（２）、光検出ユニット（３）、
サンプル液用容器の底部を構成する非光拡散性面（光を
拡散しない面のことであり、上面のことである）（４）
、核部（４）と熱的に接触している熱電冷却器（６）な
らびにデータ収集およびコントロールユニット（７）と
から構成されている。
熱電冷却器は冷却にも加熱にも用いることができる。
チャンバ（１）は概ね５〜ＬＯｐｓｉｇの低いガス圧に
耐えるよう設計されており、チャンバ（１）の下部に設
けられた入口／出口ＣＩＩ）、（１２１によってユニッ
ト内部の凝縮水を乾燥ガスで取り除くことができるよう
になっている。チャンバ（１）は移動可能な蓋（１ａ）
を有しており、該蓋（１ａ）は外周フランジ０４）と係
合するクランプ０３）およびヒンジ（図示せず）によっ
て固定されている。この蓋（１ａ）はサンプル用容器内
にサンプルを入れるためにチャンバ（１）へ接近するの
を可能にし、またテストが終了したときに、容器からサ
ンプルを取り除くことを可能にする。面（４）を除いて
、チャンバ（１）のすべての内面およびすべての内部付
属物は、これらの表面で光が反射するのを防ぐために、
光吸収性、好ましくは黒色である。
耐えるよう設計されており、チャンバ（１）の下部に設
けられた入口／出口ＣＩＩ）、（１２１によってユニッ
ト内部の凝縮水を乾燥ガスで取り除くことができるよう
になっている。チャンバ（１）は移動可能な蓋（１ａ）
を有しており、該蓋（１ａ）は外周フランジ０４）と係
合するクランプ０３）およびヒンジ（図示せず）によっ
て固定されている。この蓋（１ａ）はサンプル用容器内
にサンプルを入れるためにチャンバ（１）へ接近するの
を可能にし、またテストが終了したときに、容器からサ
ンプルを取り除くことを可能にする。面（４）を除いて
、チャンバ（１）のすべての内面およびすべての内部付
属物は、これらの表面で光が反射するのを防ぐために、
光吸収性、好ましくは黒色である。
光源（２）は直径８分の１インチ（約３ ｎ＋＋ｎ）の
ロッド０■に取り付けられた発光ダイオードである。
ロッド０■に取り付けられた発光ダイオードである。
発光ダイオードは垂直方向に移動可能であり、また面（
４）に対する光線の入射角を最適な状態に調整できるよ
うに回転自在となっている。光線と面（４）のなす角、
すなわち入射角は２０’がら８０°の範囲内の鋭角であ
り、約４５°であるのが好ましい。
４）に対する光線の入射角を最適な状態に調整できるよ
うに回転自在となっている。光線と面（４）のなす角、
すなわち入射角は２０’がら８０°の範囲内の鋭角であ
り、約４５°であるのが好ましい。
非光拡散性の面はチャンバの中央に配置されている。好
ましい実施においては、この面は高度に磨かれた平たん
な鏡である。この鏡はサンプル用容器の底部の上面を構
成している。第１〜２図に示されているように、容器は
上面が開口されており、環状の側壁０力を有している。
ましい実施においては、この面は高度に磨かれた平たん
な鏡である。この鏡はサンプル用容器の底部の上面を構
成している。第１〜２図に示されているように、容器は
上面が開口されており、環状の側壁０力を有している。
容器の底部および側壁は、ともに銅により一体に形成さ
れている。容器はその幅に比較して底が浅く、約２＋ｎ
ｍの深さであり、最大０．２ｃｃサンプル液しか入らな
いようになっている。
れている。容器はその幅に比較して底が浅く、約２＋ｎ
ｍの深さであり、最大０．２ｃｃサンプル液しか入らな
いようになっている。
鏡（４）は良好な熱的接触が保てるように熱電冷却器（
６）の上面に載置されており、鏡（４）の温度は該鏡（
４）の底部に貼りつけられており底部と良好な熱的接触
を保っている白金抵抗温度計０８１にょって測定される
。もちろん白金抵抗温度計Ｏａに代えて他の適宜の温度
計を用いるようにしてもよい。冷却器（６）は鏡から熱
を取り除いて、ヒトシンク（ｈｅａｔ ５ｉｎｋ）に伝
えることができる。
６）の上面に載置されており、鏡（４）の温度は該鏡（
４）の底部に貼りつけられており底部と良好な熱的接触
を保っている白金抵抗温度計０８１にょって測定される
。もちろん白金抵抗温度計Ｏａに代えて他の適宜の温度
計を用いるようにしてもよい。冷却器（６）は鏡から熱
を取り除いて、ヒトシンク（ｈｅａｔ ５ｉｎｋ）に伝
えることができる。
光拡散外相が形成されたときに生じる拡散光を検出する
のに用いられる光検出ユニット（３）は、鏡（４）に垂
直な光透過路（ｌｉｇｈｔ ｔｒａｎｓｍｌｔｔａｎｃ
ｅｐａｔｈ）上にあるように該鏡（４）の真」二に配置
されている。第３図に示されているように、ユニット（
３）は拡散光の強さを検出する電荷結合素子（ＣＯＤ）
（２０１，およびＯ−リングのに保持されており、光
を検出器上に集中させるための凸レンズ■とからなって
いる。ＣＯＤはプラスチック製ロッドＱ４に取り付けら
れており、垂直方向に移動自在である。これにより、Ｃ
ＯＤが最適の状態で受けることができるように固定され
たレンズを通過した拡散光を調整することができる。
のに用いられる光検出ユニット（３）は、鏡（４）に垂
直な光透過路（ｌｉｇｈｔ ｔｒａｎｓｍｌｔｔａｎｃ
ｅｐａｔｈ）上にあるように該鏡（４）の真」二に配置
されている。第３図に示されているように、ユニット（
３）は拡散光の強さを検出する電荷結合素子（ＣＯＤ）
（２０１，およびＯ−リングのに保持されており、光
を検出器上に集中させるための凸レンズ■とからなって
いる。ＣＯＤはプラスチック製ロッドＱ４に取り付けら
れており、垂直方向に移動自在である。これにより、Ｃ
ＯＤが最適の状態で受けることができるように固定され
たレンズを通過した拡散光を調整することができる。
データ収集および制御ユニット（７）は熱電対０８１お
よびＣＣＤ （Ｍからの情報を集め、鏡（４）の冷却速
度を制御し、そして尖点の開始のような転移温度を決定
するために用いられる。かかる目的のために、必要なソ
フトウェアおよびハードウェアを装備したコンピュータ
が使用される。
よびＣＣＤ （Ｍからの情報を集め、鏡（４）の冷却速
度を制御し、そして尖点の開始のような転移温度を決定
するために用いられる。かかる目的のために、必要なソ
フトウェアおよびハードウェアを装備したコンピュータ
が使用される。
つぎに、ディーゼルオイルをテストしてえられた結果を
示す第４図を参照しつつ、液体中の尖点を検出するばあ
いの操作方法について説明する。
示す第４図を参照しつつ、液体中の尖点を検出するばあ
いの操作方法について説明する。
テストに先だって、鏡（４）が清浄で乾燥していること
を確認する必要がある。チャンバの蓋（１ａ）を開け、
鏡（４）の上に約０．１〜０．２ｍｌの液体をのせるた
めにピペットまたはドロッパー（ｄｒｏｐｐｅｒ）を用
いてサンプル液をチャンバ内に導入し、その後蓋（ｌａ
）を閉じてかすがいで締めつける。そして乾燥ガスによ
りチャンバ内を約２分間ゆっくりと洗浄し、その後１〜
２ｐｓｉの圧力に保つ。鏡（４）の温度を冷却器（６）
によって所定の速度で、すなわち約０．８℃／ｓｉｎで
低下させ、光源（２）を稼動させて光線を鏡（４）上へ
向ける。サンプル中に曇りが形成されるまでは、光線は
ほとんど完全に反射され、はんのわずかな量の拡散光が
検出ユニット（３）により検出される。この状態は第４
図において略水平な線であられされている。そして、い
ったん曇りまたはワックスの結晶が形成され始めると、
拡散光の強さは増加する。第４図では、この増加が−２
７，５℃から一２８℃のあいだで起こることを示してい
る。したがって、検出ユニット（３）により検出される
光の強さを温度の関数として監視することによって、サ
ンプルの尖点を決定することができる。
を確認する必要がある。チャンバの蓋（１ａ）を開け、
鏡（４）の上に約０．１〜０．２ｍｌの液体をのせるた
めにピペットまたはドロッパー（ｄｒｏｐｐｅｒ）を用
いてサンプル液をチャンバ内に導入し、その後蓋（ｌａ
）を閉じてかすがいで締めつける。そして乾燥ガスによ
りチャンバ内を約２分間ゆっくりと洗浄し、その後１〜
２ｐｓｉの圧力に保つ。鏡（４）の温度を冷却器（６）
によって所定の速度で、すなわち約０．８℃／ｓｉｎで
低下させ、光源（２）を稼動させて光線を鏡（４）上へ
向ける。サンプル中に曇りが形成されるまでは、光線は
ほとんど完全に反射され、はんのわずかな量の拡散光が
検出ユニット（３）により検出される。この状態は第４
図において略水平な線であられされている。そして、い
ったん曇りまたはワックスの結晶が形成され始めると、
拡散光の強さは増加する。第４図では、この増加が−２
７，５℃から一２８℃のあいだで起こることを示してい
る。したがって、検出ユニット（３）により検出される
光の強さを温度の関数として監視することによって、サ
ンプルの尖点を決定することができる。
テストが終了すると、熱電冷却器のスイッチをオフにし
て鏡の温度を周囲温度へ戻す。その後ユニットを減圧し
て、サンプル容器を洗浄するために開放する。
て鏡の温度を周囲温度へ戻す。その後ユニットを減圧し
て、サンプル容器を洗浄するために開放する。
従来の機械化されたシステムに比較して、本発明の方法
および装置はつぎのような長所を有している。
および装置はつぎのような長所を有している。
（１）実施例において２ｃｃ未満と記載されているよう
に非常に少量のサンプルしか必要としない。
に非常に少量のサンプルしか必要としない。
底の深い容器を使用することもできるが、実際には１．
０ｃｍ未満、好ましくは５ ｍｎ＋未満になるものと考
えられる。
０ｃｍ未満、好ましくは５ ｍｎ＋未満になるものと考
えられる。
（２）小さな冷却能力しか必要としないので、非常に高
価な従来の冷却装置に代えて比較的安価な熱電冷却器を
用いることができる。ばあいによっては、サンプルを周
囲温度以上に加熱するのにかかる装置を使用することも
できる。
価な従来の冷却装置に代えて比較的安価な熱電冷却器を
用いることができる。ばあいによっては、サンプルを周
囲温度以上に加熱するのにかかる装置を使用することも
できる。
（３）底が浅い容器は洗浄が容易であり、クロス汚染を
防ぐことができる。
防ぐことができる。
（４）サンプルの上部温度と下部温度の不均一によって
、測定結果が重大な影響を受けるということがない。冷
却時においてはサンプルの底部が最も低温になるが、か
かる部分で曇りまたは結晶が生じるやいなやＣＯＤは拡
散光を検出する。
、測定結果が重大な影響を受けるということがない。冷
却時においてはサンプルの底部が最も低温になるが、か
かる部分で曇りまたは結晶が生じるやいなやＣＯＤは拡
散光を検出する。
したがって、容器の上方にある温度の高い液体の存在は
重要ではない。温度測定手段は容器の底部と熱的接触が
保たれているので、尖点が起こる温度を正確に測定する
ことができる。
重要ではない。温度測定手段は容器の底部と熱的接触が
保たれているので、尖点が起こる温度を正確に測定する
ことができる。
高度に磨いた鏡が最もよい結果を与えることがわかって
いるが、底部が黒色で光吸収性（実質的に非光拡散性）
の容器を用いても有効な測定を行なうことができる。滑
らかで黒い面および粗くて黒い面のいずれをも用いるこ
とができる。
いるが、底部が黒色で光吸収性（実質的に非光拡散性）
の容器を用いても有効な測定を行なうことができる。滑
らかで黒い面および粗くて黒い面のいずれをも用いるこ
とができる。
前述した説明においては、上部が開口された容器（もち
ろんこれが最も便利であるのだが）が使用されているが
、揮発性サンプル液に対しては実験中の乾燥を防ぐため
に透明な蓋を有する容器を用いるようにしてもよい。
ろんこれが最も便利であるのだが）が使用されているが
、揮発性サンプル液に対しては実験中の乾燥を防ぐため
に透明な蓋を有する容器を用いるようにしてもよい。
第５〜１１図は種々の系について行なわれた他の実験の
グラフをあられしている。
グラフをあられしている。
第５図は蒸留水を用いた実験結果の概要を示している。
実験は液体が徐冷されたＡ点から開始された。拡散光の
強さは、液体が過冷却されるため０℃を通過しても増加
しなかった。やがて、Ｂ点で氷の核生成が起こり、つい
で急速な結晶の成長と潜熱の放出が同時に起こった。急
速な潜熱の放出によって系の温度は０点まで上昇した。
強さは、液体が過冷却されるため０℃を通過しても増加
しなかった。やがて、Ｂ点で氷の核生成が起こり、つい
で急速な結晶の成長と潜熱の放出が同時に起こった。急
速な潜熱の放出によって系の温度は０点まで上昇した。
０点を超えると、結晶の成長は徐々にゆるやかになり、
やがてＤ点でサンプル全体が固化した。この段階で、冷
却器の冷却能力は弱められ、系の温度は上昇するにまか
せられた。温度が０℃であるＥ点で、溶融プロセスが開
始するにつれて拡散光の強さが低下した。サンプルはＦ
点でほぼ完全に溶融した。
やがてＤ点でサンプル全体が固化した。この段階で、冷
却器の冷却能力は弱められ、系の温度は上昇するにまか
せられた。温度が０℃であるＥ点で、溶融プロセスが開
始するにつれて拡散光の強さが低下した。サンプルはＦ
点でほぼ完全に溶融した。
第６〜７図は他の純粋な液体、すなわちシクロヘキサン
（第６図）およびベンゼン（第７図）の結果をあられし
ている。本発明の装置によって決定された融点は、グラ
フに示されるように文献に報告されているものと一致し
ていた。第６図では潜熱の影響が明瞭にあられれていな
いが、これは主としてシクロヘキサンの固化の潜熱が非
常に小さい（水の約１３分の１である）ことに起因して
いる。過冷却効果のため、文献における値と比較するこ
とができるのは通常融点たけであって、凝固点ではない
ことに気がつくであろう。
（第６図）およびベンゼン（第７図）の結果をあられし
ている。本発明の装置によって決定された融点は、グラ
フに示されるように文献に報告されているものと一致し
ていた。第６図では潜熱の影響が明瞭にあられれていな
いが、これは主としてシクロヘキサンの固化の潜熱が非
常に小さい（水の約１３分の１である）ことに起因して
いる。過冷却効果のため、文献における値と比較するこ
とができるのは通常融点たけであって、凝固点ではない
ことに気がつくであろう。
第８図は６重量％塩化ナトリウムと水の混合物の結果を
示している。融点が文献の値と非常によく一致している
ことがわかるであろう。
示している。融点が文献の値と非常によく一致している
ことがわかるであろう。
第９図はエチレングリコール−水系の結果を示している
。混合物は透明というよりはむしろ透光性であったにも
かかわらず凝固点および融点は明確に測定された。測定
された融点の値は文献の値とよく一致していた。
。混合物は透明というよりはむしろ透光性であったにも
かかわらず凝固点および融点は明確に測定された。測定
された融点の値は文献の値とよく一致していた。
不混和系液体相の検出が第１Ｏ図に示されている。第１
Ｏ図は３０重量％のトリエチルアミンと７０重量％の水
との系である。文献に記載されているとおりに、前記系
は約１８，５°Ｃ以下の温度で完全に混和性となり、こ
のレベルを超える温度で不混和性になる。
Ｏ図は３０重量％のトリエチルアミンと７０重量％の水
との系である。文献に記載されているとおりに、前記系
は約１８，５°Ｃ以下の温度で完全に混和性となり、こ
のレベルを超える温度で不混和性になる。
実験は約１５°Ｃで始められ、系は徐々に加熱された。
約１８．１℃で、二液の相の分離に起因して拡散光の強
さが明らかに増加した。二液系が２０℃から冷却された
とき、二液の相は約１８１°Ｃで再び完全に混和性にな
った。
さが明らかに増加した。二液系が２０℃から冷却された
とき、二液の相は約１８１°Ｃで再び完全に混和性にな
った。
液体−気体系に対する結果が第１１図に示されている。
このことは本発明の装置がｎ−ブタンの沸点を検出でき
ることを示している。実験は約１１°Ｃで開始されたか
、この温度はｎ−ブタンの沸点よりも充分に低温である
。サンプルの温度が−３，７°Ｃへと増加するにつれて
、拡散光の強さは実質的に上昇し、やがて液相中のあわ
の数およびサイズに応じて上昇したり、下降したりした
。この状態がサンプル全体が沸騰するまで続いた。本実
験では、測定用チャンバは完全に空気を含まない状態で
あり、チャンバの蒸気空間はｎ−ブタンの蒸気で占めら
れていた点に留意すべきである。
ることを示している。実験は約１１°Ｃで開始されたか
、この温度はｎ−ブタンの沸点よりも充分に低温である
。サンプルの温度が−３，７°Ｃへと増加するにつれて
、拡散光の強さは実質的に上昇し、やがて液相中のあわ
の数およびサイズに応じて上昇したり、下降したりした
。この状態がサンプル全体が沸騰するまで続いた。本実
験では、測定用チャンバは完全に空気を含まない状態で
あり、チャンバの蒸気空間はｎ−ブタンの蒸気で占めら
れていた点に留意すべきである。
第１図は電気的要素が結合された本発明の装置の概略説
明図、第２図は装置の縦断面図、第４〜１１図は本発明
の方法および装置を利用してえられた、温度変化に伴う
拡散光の強さの変化を示すグラフである。 （図面の主要符号） （１）：チャンバ （２）：光 源 （３）：光検出ユニット （４）：非光拡散性面 （６）：熱電冷却器
明図、第２図は装置の縦断面図、第４〜１１図は本発明
の方法および装置を利用してえられた、温度変化に伴う
拡散光の強さの変化を示すグラフである。 （図面の主要符号） （１）：チャンバ （２）：光 源 （３）：光検出ユニット （４）：非光拡散性面 （６）：熱電冷却器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 透明または透光性液相と光拡散相とのあいだで転移
が起こる温度を測定する方法であって、 （１）熱伝導性材料で形成され、温度変更手段および温
度測定手段と熱的に接触しており、かつ非光拡散性の上
面を有する底部を含む底の浅い容器内にサンプルを入れ
、 （２）前記光拡散相がないときはサンプルを通過して、
前記上面に大部分が吸収されるかまたは反射光線路に沿
って前記上面で反射されるような入射角で前記上面に向
けて光線を照射し、 （３）前記サンプルより拡散された光線の強さを監視し
、 （４）前記光線が前記上面の上に照射され続けており、
かつサンプルより拡散された光線の強さが監視され続け
ているあいだ、前記温度変更手段によって上面を加熱ま
たは冷却し、 （５）拡散光の強さの変化を検出し、この変化が起こっ
たときの前記上面の温度を決定する ことを特徴とする転移温度の測定方法。 ２ 前記上面が平たんな鏡面であり、該上面と光線との
なす入射角が２０°〜８０°の範囲の鋭角であり、かつ
サンプルからの拡散光のうち前記上面に対し略垂直方向
のものが検出される請求項１記載の測定方法。 ３ サンプルの深さが１ｃｍ未満である請求項１記載の
測定方法。 ４ 前記上面が熱電装置で冷却または加熱される請求項
１記載の測定方法。 ５ 前記容器が上部が開口された底の浅い容器であり、
前記上面が該容器の実質的に平たんな底部をなしている
請求項１記載の測定方法。 ６ 前記サンプルが揮発性の液体であり、かつ前記容器
が洗浄できるように取りはずし自在の透明な蓋を有して
いる請求項１記載の測定方法。 ７ 透明または透光性液相と光拡散相とのあいだで転移
が起こる温度を測定する装置であって、 （１）内面が光吸収性である略耐光性チャンバと、（２
）前記チャンバ内に配置され、非光拡散性の上面を有し
かつ熱伝導性材料で形成された底部を含む、サンプルを
収容するための容器と、（３）前記容器内にサンプルを
入れるべくチャンバへの接近を可能にし、かつテスト終
了時に容器からサンプルを取り除くことを可能にする手
段と、 （４）前記上面の温度を変化させるために前記底部と熱
的に接触している手段および前記上面と熱的に接触して
おり該上面の温度を決定する手段と、 （５）その大部分が前記上面で反射されるかまたは吸収
されるような入射角で光線が前記上面に向かうように配
置された光線源と、 （６）サンプルより拡散された光および拡散光の強さの
変化を検出し、前記上面の加熱または冷却に伴うサンプ
ルからの拡散光の変化を記録しうる回路手段に接続され
た拡散光検出手段 とからなることを特徴とする転移温度測定装置。 ８ 前記上面の温度変化を制御するデータ処理および制
御手段を有してなる請求項７記載の測定装置。 ９ 前記上面が平たんな鏡面であり、該上面と光線との
なす入射角が２０〜８０°の範囲の鋭角であり、かつ前
記拡散光検出手段が上面に略垂直な光透過路に沿って配
置されてなる請求項７記載の測定装置。 １０ 前記容器が上部が開口された底の浅い容器であり
、前記上面が該容器の実質的に平たんな底部をなしてい
る請求項７記載の測定装置。 １１ 前記容器が洗浄できるように取りはずし自在の透
明な蓋を有してなる請求項７記載の測定装置。 １２ 前記容器がその幅に比べて底が浅い容器である請
求項７記載の測定装置。 １３ 前記温度変更手段が前記上面と接触している熱電
冷却器である請求項７記載の測定装置。 １４ 前記チャンバが乾燥ガス用の入口および出口を有
してなる請求項７記載の測定装置。 １５ 前記上面の温度を決定する手段が該上面と直接に
接触している、電気的に熱を感知する装置である請求項
７記載の測定装置。 １６ 前記容器の底部が熱伝導性金属で一体的に形成さ
れてなる請求項７記載の測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA000558566A CA1316704C (en) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Method and apparatus for monitoring cloud point |
| CA558566 | 1988-02-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02263144A true JPH02263144A (ja) | 1990-10-25 |
| JP2788046B2 JP2788046B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=4137422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1030921A Expired - Lifetime JP2788046B2 (ja) | 1988-02-10 | 1989-02-09 | 曇点および転移点を監視する方法ならびにそれに用いる装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5088833A (ja) |
| EP (1) | EP0328334B1 (ja) |
| JP (1) | JP2788046B2 (ja) |
| CA (1) | CA1316704C (ja) |
| DE (1) | DE68919240T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007512537A (ja) * | 2003-11-25 | 2007-05-17 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | 完全処方油の低温粘度特性と相関する基材中残留ワックス汚染試験の適用 |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2025889C (en) * | 1990-09-20 | 2001-04-17 | Victoria Shien-Fern Ker | Pour point detection |
| NO176156C (no) * | 1992-06-22 | 1995-02-08 | Norsk Hydro As | Fremgangsmåte for bestemmelse av voksutfellingstemperatur og megnde voks i råolje e.l. |
| US5641230A (en) * | 1993-04-15 | 1997-06-24 | Japan Energy Corporation | Method of determining cloud points and cloud point meter |
| US5651614A (en) * | 1995-01-20 | 1997-07-29 | Betzdearborn Inc. | Cloud point and pour point analyzer |
| US5769539A (en) * | 1995-08-07 | 1998-06-23 | Phase Technology | Backflush system for a filter membrane located upstream of a hydrocarbon analyzer apparatus |
| US5827952A (en) * | 1996-03-26 | 1998-10-27 | Sandia National Laboratories | Method of and apparatus for determining deposition-point temperature |
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